1、含聚污水处理技术研究现状摘要：油田含聚污水是伴随三次采油技术的应用而产生的污水, 目前已成为油田采油污水处理的难点和相关领域研究的热点。本文通过对含聚污水特征分析以及现有污水处理技术发展现状的调研, 认为单纯的物理法无法满足含聚污水处理要求, 应以物理除油技术为主进行油水分离, 以化学法作为强化分离的手段, 才能取得较好的污水处理效果。 关键词: 液位红外成像测量 中图分类号： TN21 文献标识码： A 1.引言 目前国内油田的开发己进入中后期, 大部分油田已进入三次采油阶段，聚合物驱和三元复合驱是最重要的三次采油技术 , 该技术在大庆，大港，胜利，辽河和玉门等油田得到了大面积的推广，随着聚
2、合物驱油的广泛应用, 为我国原油的稳产莫定了坚实的基础，但同时也产生了大量的聚合物采油废水。由于聚合物的存在使采出液粘度升高, 水中油滴和固体悬浮物的乳化稳定性增强, 进而导致油水分离和含油污水处理的难度加大, 而且利用常规处理工艺处理含聚采出液难以达到回注地层的水质要求。因此, 含聚采出液的处理已经成为油田地面处理工艺研究的重要课题之一, 也是关系到降低原油开采成本与提高开采价值等经济效益的关键问题之一。本文通过对含聚采出液处理现状开展技术调研, 提出含聚污水有效处理方案。 一、 油田含聚污水的处理现状 1.1 油田含聚污水的特点 采出液含聚后, 污水会发生如下变化: （1） 采出水的粘度增
3、加了。45时水驱采出水的粘度一般为 0.6mPa. s, 而聚合物驱采出水的粘度随着聚合物含量的增加而增加, 一般为 0.81. 1mPa. s。 （2）采出水中的油珠变小了。通过粒径测试发现聚合物驱采出水中油珠粒径小于 10Lm 的占 90%以上, 油珠粒径中值为 35Lm, 游离水色发黄呈泥浆状。 （3） 油水界面水膜强度增大, 界面电荷增强, 采出水中小油珠稳定的存在于水体中。 （4）采出液受剪切作用很容易进一步乳化, 油珠之间聚合成大油珠的能力下降。 从上述特点可以看出油田含聚污水是一种戮度较大、乳化程度较高、生物难以降解的污水。 1.2 聚合物对含油污水处理的影响 聚合物采油污水与水
4、驱采油污水的最大差别是其中含有聚合物, 聚合物对含油污水处理的影响主要体现在: (l ) 油水分离速度的影响 由斯托克斯(sto kes )方程可知, 对于相同粒径的油珠和悬浮固体, 水相黏度越高, 分离速度越低, 废水处理难度越大. 当聚合物浓度为400mg/L 以上、温度为 45 时, 废水戮度达 2.6 功 LPa. s 以上,是常规废水温度的 4 倍, 一般为 0.81. 1mPa. S。 (2 ) 胶体稳定性的影响 胶体的稳定性由胶体表面电荷和胶体表面水化层两个因素决定。胶体表面所带电荷的排斥作用, 使其很难发生有效碰撞而聚结成大颗粒, 进而水体分离; 胶核外层的水化膜是影响胶核相互
5、发生有效碰撞的关键因素, 水化膜越厚, 胶核碰撞聚并的机会就越小。废水间聚后，水珠和悬浮固体颗粒表面吸附了大量带负电荷的聚丙烯酞胺分子, 这大大增加了油珠和悬浮固体的电负性。 （3）由于阴离子型聚合物的存在, 严重干扰了絮凝剂的使用效果, 使絮凝作用变差, 大大增加了药剂的用量。同时, 处理后的水质达不到原有水质标准, 油含量、悬浮固体含量严重超标。(4) 聚合物驱采油的矿化度比其它水质矿化度都要高, 直接排放会严重污染环境; 而若用于回注, 较高的矿化度又是制约聚合物驱采出水作为配制聚合物用水的主要因素。 (5 ) 由于聚合物吸附性较强, 携带的泥沙量较大, 大大缩短了反冲洗周期, 增加了反
6、冲洗工作量。同时由于泥沙量增大, 要求污水处理各工艺环节排泥设施必须得当, 必要时需增加污泥处理环节。 从以上分析可以看出, 如果用常规水驱采出水处理工艺来处理聚合物采出水, 一方面将增加沉降时间、降低过滤器滤速, 从而增大地面构筑物规模, 加大基础设施投资; 另一方面,聚合物还会束缚凝剂的使用效果, 使处理后的水质达不到原来的水质标准, 油含量、悬浮固体含量严重超标。因此, 有必要针对聚合物采出水的特点研究高效的油水分离工艺。 目前聚合物采出液的处理基本可以分为物理处理方法、化学方法和生物方法三种。 二、物理处理方法 2. 1 重力除油技术 利用油和水的密度差及油和水的不相容性进行分离。重力
7、除油主要去除游离态和机械分散态油, 包括自然除油、斜板除油、浮板除油、机械分离技术、水力旋流技术。该技术对废水中的浮油、分散油和一定程度的乳化油有很高的去除能力, 且处理效果稳定、运行费用低、管理方便。常用的处理构筑物类型有平流式隔油池( API) 、平板式隔油池( PPI) , 斜板式隔油池等( CPI) 。 2. 2 气浮法 气浮法即是将空气泡通入含有污染杂质的污水中, 形成水一气一粒三相混合体系, 微小气泡成为载体从水中析出过程中, 粘附水中的污染物质形成气一粒浮悬体浮出水面。气浮处理技术根据产生气泡方式的不同, 可分为加压溶气气浮 ( DAF) 、叶轮气浮( IAF) 、射流气浮、引风
8、空气气浮、电解气浮等; 按溶气方式和加压方式的不同, 可分为: 全流溶气气浮工艺、分流溶气工艺、回流溶气气浮。气浮法常作为二级处理技术。气浮技术处理采油废水效果好、但浮选药剂费用过高。 2. 3 超声波降解聚合物法 超声波技术作为一种新的废水处理技术, 在国内应用较少, 而在国外已有大量实验室的基础研究成果, 并有部分进入实际应用, 被认为是一种有前途的废水处理技术。超声波对有机物的降解基于空化理论和自由基理论。杨凤华实验研究表明通过超声处理可有效降低含聚采出液粘度, 使油水容易分离 。 三、化学处理方法 化学处理技术主要包括复合型破乳、絮凝剂的筛选研制、油水分离化学剂的筛选研制和水质改性技术
9、研究上取得了一定进展。水溶液处理剂除了属于非粒子型高分子产品外，还对注聚区采出液的处理起到很大的效果。剂分子结构中的活性基团具有很强的电荷吸附能力, 能够迅速到达乳化颗粒的油水界面并释放水层,达到使乳化油很轻易的滴出来的效果。同时分子本身又可以起到桥架作用, 有效絮凝油滴, 加速其上浮。并且具有优良的配伍性能有利于多种化学组分协同工作, 实现采出液处理过程中一剂多能的目的。 四、微生物处理技术 生化处理研究, 是国内研究的热点。主要包括微生物絮凝技术、生物流化床、SBR 技术和 A / O 技术。对于可生化性较好的采出水, 采用SBR 技术对 COD 有较好的处理效果。但是大多数采油废水可生化
10、性差, 主要原因在于废水本身含有许多生物难降解物质, 而且废水中含有的多环芳烃类物质以及生产过程中使用的化学添加剂等可能具有生物抑制作用。 五、结论 由于聚合物的存在, 污水粘度增大, 油珠细小,乳化严重, 用常规水驱污水的处理方法很难得到有效处理。在上述三种主要处理技术中, 生物处理方法尚不成熟, 缺乏大规模应用的技术基础。物理处理方法不会引起二次污染, 但是对于含聚采出液, 由于聚合物的存在油水形成稳定的混合物, 对于复杂的油田含聚采出液, 单纯的物理法或化学法都很难经济合理地将污水净化到排放要求。从油田含油污水处理工艺流程的现状及发展趋势来看, 现在一般的做法是将物理法和化学法有机地结合
11、起来, 以物理法为主要的油水分离方法, 以化学法作为强化分离的手段。 【参考文献】 1 包波, 高艳丽 , 吴逸. 浅析含聚污水回注对油田开发的影响及相应对策 J . 油气田地面工程,23( 12) : 2627. 2 王军, 李太平 , 胡纪军. 水力旋流分离器在含聚合物污水处理中的试验研究 J . 过滤与分离,2002, 12( 1) : 1011. 3 唐善法, 刘芬. 气浮技术处理聚合物驱含油污水研究 J . 石油天然气学报, 2006, 28( 4) : 131133. 4 温青 , 李凯峰, 矫移山. 油田含聚废水处理方法研究 J . 应用科技, 2002,29( 8) : 6466. 5 杨凤华, 张帮亮, 付冬梅. 超声波降低聚合物溶液粘度初探 J . 油气田地面工程, 24( 9) : 23. 6 唐金龙. 高含聚合物原油破乳剂 Pel- 01 的研制及应用 J . 西安石油学院学报( 自然科学版) , 2003, 18( 4) : 6364, 82.
